《湖北省荆州市监利县柘木中学高中物理 用牛顿运动定律解决问题（一）课件 新人教版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湖北省荆州市监利县柘木中学高中物理 用牛顿运动定律解决问题（一）课件 新人教版必修2（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、用牛顿运动定律解决问题（一）情景导入引导：我国航天工作者能准确预测火箭的发射、升空、变轨。引导：我国航天工作者能准确预测火箭的发射、升空、变轨。列车的提速、轿车的刹车等一系列的科学问题，这一切都得列车的提速、轿车的刹车等一系列的科学问题，这一切都得益于人们对力和运动的研究。今天我们从最简单的两类动力益于人们对力和运动的研究。今天我们从最简单的两类动力学问题着手。探究这类问题的研究方法。学问题着手。探究这类问题的研究方法。 神七问天神七问天2024/9/8牛顿第二定律确定了牛顿第二定律确定了运动和力的关系运动和力的关系，让我们能够把物，让我们能够把物体的运动情况与受力情况紧密结合起来，故能在天体
2、运体的运动情况与受力情况紧密结合起来，故能在天体运动、车辆的设计等许多基础学科和工程技术中都有广泛动、车辆的设计等许多基础学科和工程技术中都有广泛的应用。下面我们仅通过一些最简单的例子作介绍。的应用。下面我们仅通过一些最简单的例子作介绍。推进新课2024/9/8一、已知受力情况，求运动情况如果已知受力情况，由牛顿第二定律求出物体的加速度，如果已知受力情况，由牛顿第二定律求出物体的加速度，再利用运动学的规律就可以确定物体的运动情况。再利用运动学的规律就可以确定物体的运动情况。例1 一个静止在水平地面上的物体。质量是2kg，在5N的水平拉力作用下沿水平方向向右运动，物体与地面间的摩擦力是1N，求物
3、体在3s末的速度和3s内发生的位移？2024/9/8分析：这个问题是已知物体所受的力，求它的速度和位分析：这个问题是已知物体所受的力，求它的速度和位移，即它的运动情况。移，即它的运动情况。教师设疑：教师设疑：1.1.物体受几个力作用，合力是多少，方向怎样？物体受几个力作用，合力是多少，方向怎样？2.2.该物体所做的运动是匀变速直线运动吗？该物体所做的运动是匀变速直线运动吗？师生交流讨论：师生交流讨论：1.1.对物体进行受力分析，如图对物体进行受力分析，如图 物体受四个力作用：重力物体受四个力作用：重力G G，方向竖直向下；地面的支持力，方向竖直向下；地面的支持力N N，竖，竖直向上；拉力直向上
4、；拉力F F，水平向右；摩擦力，水平向右；摩擦力f f，水平向左。，水平向左。 竖直方向上没有发生位移，没有加速度。故重力竖直方向上没有发生位移，没有加速度。故重力G G与地面支持力与地面支持力N N大小相等，方向相反，彼此平衡。物体所受合力等于水平的拉大小相等，方向相反，彼此平衡。物体所受合力等于水平的拉力力F F与摩擦力与摩擦力f f的合力，取水平向右的方向为正方向，则合力：的合力，取水平向右的方向为正方向，则合力： F F合合= F= F f = 4N f = 4N，方向水平向右。，方向水平向右。 物体原来静止、初速度为物体原来静止、初速度为0 0，在恒定的合外力作用下产生恒定的，在恒定
5、的合外力作用下产生恒定的加速度，所以物体做初速度为加速度，所以物体做初速度为0 0的匀加速直线运动。的匀加速直线运动。G f NF 2024/9/8以小木块为研究对象进行受力分析,建立如图所示的直角坐标系及牛顿第二定律可知:解：解：a = (F f) / m 由运动学公式可知：v = at = 2 * 3 = 6m/ss = at2 = * 2 * 32 = 9mG f NF xyoaF y = 0 F x = F f= ma a =(5 -1) / 2 = 2m/s22024/9/8讨论交流：讨论交流：运用牛顿运动定律解决已知受力情况求运动情况运用牛顿运动定律解决已知受力情况求运动情况运用牛
6、顿运动定律解决已知受力情况求运动情况运用牛顿运动定律解决已知受力情况求运动情况的一般步骤的一般步骤的一般步骤的一般步骤注意注意：受力分析的过程一定按照一定的顺序以免受力分析的过程一定按照一定的顺序以免“ “多力多力” ”和和“ “少力少力” ”。 一般应一重、二弹、三摩擦力、四其一般应一重、二弹、三摩擦力、四其他，虽然每一个力可以产生一个加速度，但是理解过程他，虽然每一个力可以产生一个加速度，但是理解过程中往往应用的是合外力所产生的加速度，一定要注意正中往往应用的是合外力所产生的加速度，一定要注意正方向的选取和直角坐标系的应用方向的选取和直角坐标系的应用d d、应用运动学的公式求解物体的运动学
7、量、应用运动学的公式求解物体的运动学量c c、建立直角坐标系，在相互垂直的方向上分别应、建立直角坐标系，在相互垂直的方向上分别应用牛顿第二定律列式用牛顿第二定律列式 F Fx x = ma = max x，F Fy y = ma = may y，求，求得物体运动的加速度。得物体运动的加速度。b b、对确定的研究对象进行受力分析，画出物体的、对确定的研究对象进行受力分析，画出物体的受力示意图受力示意图a a、确定研究对象、确定研究对象2024/9/8课堂训练 如如图图，一滑，一滑块块以以v v0 0=5m/s=5m/s的初速度冲上水平地面，滑的初速度冲上水平地面，滑动动摩摩擦力系数擦力系数=0.
8、2，求滑块能滑行多远？（g=10m/s2）解：受力情况如图所示， v v0 0a G f N Fy = N mg = 0 Fx = f = ma f = N y x O 该物体作匀减速直线运动 v02 = 2as s = v02 /2a = 6.25m代入数据，联立代入数据，联立得：得： a = g = 2m/s22024/9/8与第一类问题相反，若知道物体的运动情况，根据运动与第一类问题相反，若知道物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律确定物体学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律确定物体所受的外力，这也就是需要解决的第二类问题。所受的外力，这也就是需要解决的第二
9、类问题。例2 一个滑雪的人，质量是60kg，以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下。山坡的倾角=300，在t=6s的时间内滑下的路程s=48m。求滑雪人受到的阻力？（包括摩擦力和空气阻力）（g=10m/s2）二、已知运动情况求受力情况合作探讨：这道题是已知人的运动，求人所受的力。1、受力分析，作出示意图；2、由运动学的关系得到下滑的加速度，求出对应的合力，再由合力求出人受的阻力；3、适当选取坐标系，坐标系的选择，注意两点：运动正好沿着坐标轴的方向；尽可能多的力落在坐标轴上。2024/9/8GfFNxyaF1Fy n nF Fx x2024/9/8如图，确定研究对象，进行受力分析，建立如图所如
10、图，确定研究对象，进行受力分析，建立如图所示的坐标系，把重力示的坐标系，把重力G G沿沿x x轴和轴和y y轴的方向分解，得轴的方向分解，得到：到：解：解：Gx = mg*sinGx = mg*sin Gy = mg*cosGy = mg*cos由运动学规律，由运动学规律， x = vx = v0 0t + t + at at2 2 得得a = 2(x-va = 2(x-v0 0t)/tt)/t2 2 = 2m/ s = 2m/ s2 2由牛顿第二定律由牛顿第二定律 F = ma F = ma 得得F Fx x = G = Gx x - F - F阻阻 = ma= maF Fy y = F =
11、 FN N G Gy y = 0= 0F F阻阻 = G= Gx x ma = mg*sin ma = mg*sin- ma = 180N- ma = 180N方向沿斜面向上方向沿斜面向上2024/9/8 综合两种类型中两个例题的解题过程，总结出运用综合两种类型中两个例题的解题过程，总结出运用牛顿运动定律解题的基本思路和解题步骤：牛顿运动定律解题的基本思路和解题步骤：1 1、选定研究对象，并用隔离法将研究对象隔离出来、选定研究对象，并用隔离法将研究对象隔离出来2 2、分别对研究对象进行受力分析和运动情况分析，并作出、分别对研究对象进行受力分析和运动情况分析，并作出受力图受力图3 3、建立适当的
12、坐标系，选定正方向，正交分解、建立适当的坐标系，选定正方向，正交分解4 4、根据牛顿第二定律分别在两个正交方向上列出方程、根据牛顿第二定律分别在两个正交方向上列出方程5 5、把已知量代入方程求解，检验结果的正确性、把已知量代入方程求解，检验结果的正确性2024/9/8课堂训练 如如图图所示，在水平力作用下，所示，在水平力作用下，长长木板和小木木板和小木块块一起作初速度一起作初速度为为零的匀加速直零的匀加速直线线运运动动，t t秒内的位移秒内的位移为为s s，长长木板木板质质量量为为MM，小木，小木块块质质量量为为mm。求小木。求小木块对长块对长木板的摩擦力？木板的摩擦力？解：由运动学规律 s
13、= at2可知 Fy = N mg = 0 Fx = f = ma a F a = 2s/t2 隔离小木块作为研究对象进行受力分析,建立直角坐标系 G N f x y o代入数据，联立代入数据，联立得：得： f = ma = 2ms/t2 水平向右由牛顿第三定律可知： f = - f = - 2ms/t2 水平向左2024/9/8布置作业布置作业本节课主要讲述了动力学中的两类基本问题：本节课主要讲述了动力学中的两类基本问题： 已知受力情况求解运动情况已知受力情况求解运动情况 已知运动情况求解受力情况已知运动情况求解受力情况通过对例题的分析解决过程，总结出了这两类基本问题通过对例题的分析解决过程，总结出了这两类基本问题的解决方法、思路和一般解题步骤。的解决方法、思路和一般解题步骤。受力情况受力情况运动情况运动情况牛顿运动定律牛顿运动定律课堂小结课堂小结教材第教材第8787页页” ”问题与练习问题与练习“ “ 1 1、2 2、3 3、4 4
